CN102127769A - 船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置 - Google Patents

船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102127769A
CN102127769A CN2011100391552A CN201110039155A CN102127769A CN 102127769 A CN102127769 A CN 102127769A CN 2011100391552 A CN2011100391552 A CN 2011100391552A CN 201110039155 A CN201110039155 A CN 201110039155A CN 102127769 A CN102127769 A CN 102127769A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode
cooling shaft
outboard
impressed current
protection device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011100391552A
Other languages
English (en)
Inventor
齐文东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2011100391552A priority Critical patent/CN102127769A/zh
Publication of CN102127769A publication Critical patent/CN102127769A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

本发明涉及一种船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置，包括船用舷外冷却井和恒电位仪、辅助阳极、阳极屏蔽层和参比电极，其特征是：所述辅助阳极主要由阳极体、绝缘护套和阳极机座构成，所述阳极体一端插接在绝缘护套中，绝缘护套与阳极机座密封连接，所述阳极机座与舷外冷却井井壁固接。有益效果：两个直立式辅助阳极，分别安装在相邻的两个井壁表面，使每个加强筋板间同层都有两个直立式辅助阳极分别位于相邻的两个冷却井井壁内表面上。用来保护舷外冷却器水下部位不受海水腐蚀。能有效防止舷外冷却井各部位的腐蚀，该产品具有可靠性高，效果突出，操作维护简便，耗能低，对环境无污染等特点。

Description

船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置
技术领域
本发明属于船舶阴极保护系统，尤其涉及一种船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置。
背景技术
海水中金属构件的电化学腐蚀一直是危及舰船海水系统使用安全性的主要因素。所有暴露在海水中的钢材表面，基于各种因素，如钢材含有杂质成分不均匀，受力应力不同，油漆表面不均匀，海水含氧量大小等都可导致钢材腐蚀，严重威胁船舶的安全。为了防止钢材在海水中的腐蚀必须采取适当的保护措施。目前的防腐技术主要有两大类，一是涂料，如防锈漆等。二是船舶阴极保护系统，二者必须结合使用才能有效达到保护目的。船舶阴极保护系统又分为两大类。一是牺牲阳极系统，二是外加电流系统。牺牲阳极系统的原理是把一种比钢材活动性更强的金属(现常用的是锌和铝)附在钢铁表面，并与钢材可靠电气连接，同时浸与海水中，这时附加的金属(锌和铝)将成为阳极提供电流网钢结构，使钢结构表面变成阴极区而受到保护，但作为阳极的金属(锌和铝)则受到腐蚀和消耗。外加电流系统的原理与牺牲阳极的原理基本一致，但使钢结构表面电位降低的保护电流是由一个外加的低压直流电源提供所以称为外加电流阴极保护。该技术自使用以来已取得了良好的效果，
传统的舰船传统的海水冷却系统结构为海水阀箱，过滤器，海底阀、泵，热交换系统。通过泵从海中抽取海水经过热交换系统强行对船舶降温。从2003年起我国逐步摈弃了传统的海水冷却管系布置，开始使用舷外冷却器作为海水冷却系统的标准配置，该设计的先进之处在于系统非常简单可靠，整个系统由舷外冷却井和内循环盘管系统组成。即，将内循环盘管系统直接放入长方形的舷外冷却井中进行热交换。舷外冷却井是一个长方体，底部和侧面设有通向海水的开口结构，海底格栅，盘管在舷外冷却井中将与船周围的海水直接进行热交换。使用中发现，国内制造的船舶下水一年左右，冷却井井壁大都产生了严重的腐蚀，甚至出现了腐蚀穿孔的现象。上述结构的冷却井和壁及内循环盘管之间的空间很小，又有许多加强筋板结构，对外加电流系统会构成严重的屏蔽作用，影响使用效果。详见图4，船舶对冷却井井壁的防护仅仅采用出常规的涂料(防锈漆)和牺牲阳极13(锌块)结合的方法不能解决防腐问题。在现有国内造船技术水平及钢铁材质等条件下，突破舷外冷却井壁腐蚀问题是国内造船业亟待解决的难题。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置，在国内造船业现有水平包括造船材料、焊接工艺及防锈涂料存在先天不足的条件下，突破了舷外冷却井壁腐蚀的难题，该装置可以用来保护舷外冷却器水下部位不受海水腐蚀。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置，包括船用舷外冷却井和恒电位仪、辅助阳极、阳极屏蔽层和参比电极，其特征是：所述辅助阳极主要由阳极体、绝缘护套和阳极机座构成，所述阳极体一端插接在绝缘护套中，绝缘护套与阳极机座密封连接，所述阳极机座与舷外冷却井井壁固接。
所述阳极机座由圆形管体、圆形底座和底盖构成，所述圆形管体和圆形底座构成截面形状呈T字形的整体，绝缘护套与圆形管体密封连接，所述底盖通过螺栓与圆形底座固接，底盖与圆形底座之间设有密封垫。
所述辅助阳极外设有与舷外冷却井井壁固接的水密罩。
所述辅助阳极同层固接于舷外冷却井的每个加强筋板之间，位于相邻的两个冷却井井壁内表面上均设有两个直立式辅助阳极。
有益效果：两个直立式辅助阳极，分别安装在相邻的两个井壁表面，使每个加强筋板间同层都有两个直立式辅助阳极分别位于相邻的两个冷却井井壁内表面上。用来保护舷外冷却器水下部位不受海水腐蚀。填补了船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置的空白，能有效防止舷外冷却井各部位的腐蚀，该产品具有可靠性高，效果突出，操作维护简便，耗能低，对环境无污染。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是舷外冷却井用外加电流阴极布置图；
图3是图2的侧视图；
图4是传统舷外冷却井牺牲阳极布置图。
图中：1、舷外冷却井2、辅助阳极3、参比电极4、阳极体5、绝缘护套6、阳极机座7、圆形管体8、圆形底座9、底盖10、螺栓11、密封垫12、水密罩13、牺牲阳极
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：详见附图，一种船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置，包括船用舷外冷却井1和恒电位仪(图中未示)、辅助阳极2、阳极屏蔽层(图中未示)和参比电极3，所述辅助阳极主要由阳极体4、绝缘护套5和阳极机座6构成，所述阳极体一端插接在绝缘护套中，绝缘护套与阳极机座密封连接，所述阳极机座与舷外冷却井井壁固接。所述阳极机座由圆形管体7、圆形底座8和底盖9构成，所述圆形管体和圆形底座构成截面形状呈T字形的整体，绝缘护套与圆形管体密封连接，所述底盖通过螺栓10与圆形底座固接，底盖与圆形底座之间设有密封垫11。所述辅助阳极外设有与舷外冷却井井壁固接的水密罩12。水密罩内填充石蜡。采用两组分布式直立辅助阳极，即每个加强筋板之间都要装两个直立式辅助阳极，分别安装在相邻的两个井壁表面，使每个加强筋板间同层都有两个直立式辅助阳极分别位于相邻的两个冷却井井壁内表面上。辅助阳极通过电缆(图中未示)与恒电位仪连接。
工作原理：通过恒电位仪提供直流电流，电源正极接辅助阳极，负极接船体。当通过海水构成回路时，舷外冷却井壁进行阴极极化，通过参比电极监控，使其达到保护电位而免受海水腐蚀。该装置具有随船舶外界条件变化(如航速、海区、油漆破坏程度等)而自动调节所需保护电流，使船体始终处于最佳保护电位范围内的功能。
实验过程：经几年不断摸索，先后采了多种方案，刚开始是采取增加牺牲阳极的数量，把牺牲阳极增加到原来的两倍三倍四倍甚至八倍经过一段时间的使用锌块很快还是消耗光了，后来我们分析国内建造的舷外冷却器是由展开面积数百平方米(如280柴油机的冷却盘管展开面积500平方米)的铜镍合金盘管组成，盘管安装在冷却井支架上这就等于和冷却井壁可靠电气连接，根据腐蚀规律，两种不同活动性的金属可靠电气连接同处于海水中时，活动性强的充当了牺牲阳极。铁比铜活泼，冷却井壁是充当了盘管的牺牲阳极。发现了问题的原因，我们又采取了整个冷却器盘管用绝缘螺栓安装的方式试图解决冷却井井壁腐蚀的问题，经过对两条船8个井的冷却盘管安装绝缘螺栓，两年进坞拆检发现使用冷却井内井壁的腐蚀得到了有效控制，但新问题随之而来，盘管失去了牺牲阳极很快就发生了严重的腐蚀，这两条船的舷外冷却井内盘管大都需要换新。这样舷外冷却井内传统的防锈涂料加牺牲阳极的方式就必须调整，要使整个冷却井得到保护，必须上外加电流设备。
外加电流设备一般是用在船外壳，有连续光滑的表面，在舷外冷却井使用，国内外均无先例，因为舷外冷却井是狭小空间，中间放置盘管，又有许多加强筋板结构，对外加电流系统会构成严重的屏蔽作用，影响使用效果。
由于冷却井的特殊结构，舷外冷却井用外接电流阴极保护装置的辅助阳极与传统的辅助阳极完全不同，我们先后采用过几种材料和布置方案进行试验论证，开始我们采用板条状的辅助阳极4个，分别装在4个冷却井内壁的4个不同的内壁表面上，每个冷却井装一个，下水后控制仪显示电流为50安培，参比读数为负的0.5伏左右，正常的银和氯化银参比电极测量海水中的裸钢板的电位读数为负的0.65伏左右，显示负的0.5伏左右就表示钢板在腐蚀，在失去电子，既然外加电流输出显示已达50安培，为什么参比的读数不正常呢，开始我们分析是辅助阳极的材料问题，后来用一个井做实验换为镀铂钛辅助阳极，参比读数依然不正常，我们又分析，是冷却井的加强筋板的结构，使得传统的条状阳极不起作用，我们又用圆盘状辅助阳极做实验装了一个冷却井，下水后参比电极的读数为负的0.6伏，依然起不到保护作用，这时通过对比发现相比条状辅助阳极，圆形和椭圆形的辅助阳极经参比电极测量电位值要高些，这说明在冷却井内辅助阳极的形状能改变测量电位，辅助阳极的形状在冷却井内这种多屏蔽结构的情况下，是一个首要因素。既然传统的外加电流设备根本起不到作用，传统的板条状和圆形椭圆形辅助阳极，在井内会失效，我们设计了与冷却井内加强筋板宽度相同的垂直与冷却井壁的直立式辅助阳极，生产好后，拿了四个分别装在4个冷却井内壁的4个不同的面上，下水后控制仪显示电流为50安培，而参比读数为负的0.9伏参数，这一次显示参数正常，表明钢板得到了保护。但使用约两个月后，作为实验用的冷却井内壁都出现了腐蚀，显示依然参数正常，为什么显示依然参数正常而钢板却腐蚀了呢，我们决定用手持式参比电极进行逐点测量电位，通过对四个冷却井每个井每边取100个高度上每条线取100个每个井取测量点4000个，四个井共测量了16000多个点的电位，通过汇总发现冷却井内电位非常不均匀，通过比较和分析发现：1、安装直立式辅助阳极的同高度层上，三个冷却井内壁面，阳极安装面和相邻的两个面，电位均达负的0.89伏到负的0.95伏。确定在保护范围内，而安装面对面的钢板参数为电位均负的0.45伏到负的0.55之间。这说明冷却井中盘管对外加电流的影响很大。2、安装直立式辅助阳极的同高度层上，一定的范围内电位值在正常范围内，这个范围跟冷却井的加强筋板的间隔距离相当，数据显示在两个筋板间电位为负的0.89伏到负的0.95伏。确定在保护范围内，一旦超出筋板间距5厘米左右，电位会突然变化到负的0.45伏到负的0.55之间，达不到保护，这说明在冷却井中加强筋板的屏蔽作用对外加电流影响很大。
我们对安装了新型船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置的4个冷却井，在下水一个月，两个月，三个月，五个月，一年，一年半，两年分六次进行检测，下水后控制仪显示电流为29安培到30安培之间，而参比读数为负的0.9伏参数正常，用手持式参比电极进行逐点测量电位，还是通过对四个冷却井每个井每边取100个高度上每条线取100个每个井取测量点4000个，四个井共测量了16000多个点的电位，发现冷却井内电位均达负的0.89伏到负的0.95伏之间。确定在保护范围内。通过实际效果形成了以镀钌钛材料为辅助阳极，银氯化银材料为参比电极，环氧系涂料为屏蔽涂层的多组分布式直立辅助阳阳极布置方案。现已取得良好的效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置，包括船用舷外冷却井和恒电位仪、辅助阳极、阳极屏蔽层和参比电极，其特征是：所述辅助阳极主要由阳极体、绝缘护套和阳极机座构成，所述阳极体一端插接在绝缘护套中，绝缘护套与阳极机座密封连接，所述阳极机座与舷外冷却井井壁固接。
2.根据权利要求1所述的船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置，其特征是：所述阳极机座由圆形管体、圆形底座和底盖构成，所述圆形管体和圆形底座构成截面形状呈T字形的整体，绝缘护套与圆形管体密封连接，所述底盖通过螺栓与圆形底座固接，底盖与圆形底座之间设有密封垫。
3.根据权利要求1或2所述的船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置，其特征是：所述辅助阳极外设有与舷外冷却井井壁固接的水密罩。
4.根据权利要求1所述的船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置，其特征是：所述辅助阳极同层固接于舷外冷却井的每个加强筋板之间，位于相邻的两个冷却井井壁内表面上均设有两个直立式辅助阳极。
CN2011100391552A 2011-02-16 2011-02-16 船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置 Pending CN102127769A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100391552A CN102127769A (zh) 2011-02-16 2011-02-16 船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100391552A CN102127769A (zh) 2011-02-16 2011-02-16 船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102127769A true CN102127769A (zh) 2011-07-20

Family

ID=44266029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100391552A Pending CN102127769A (zh) 2011-02-16 2011-02-16 船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102127769A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102424975A (zh) * 2011-12-02 2012-04-25 中国海洋石油总公司 获得海洋构筑物特定部位的阴极保护电位与电流密度关系的装置
CN104178769A (zh) * 2014-07-16 2014-12-03 上海船研环保技术有限公司 一种船用外加电流阴极保护立体阳极装置
CN109855166A (zh) * 2018-12-12 2019-06-07 北京金旗舰暖通科技有限公司 一种防腐散热器
CN112098483A (zh) * 2020-09-11 2020-12-18 中山大学 一种水密参比电极
CN113388840A (zh) * 2021-06-14 2021-09-14 上海赟申船舶工程有限公司 一种海上风电钢结构阴极保护固定装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5384020A (en) * 1992-07-27 1995-01-24 Heraeus Elektrochemie Gmbh Anode structure for cathodic protection against corrosion, and method for making the anode structure
EP0952240A1 (fr) * 1998-04-20 1999-10-27 Atlantic - Société Française de Développement Thermique Dispositif de protection cathodique de cuve de chauffe-eau
CN201158709Y (zh) * 2008-01-25 2008-12-03 长沙天鹅工业泵股份有限公司 海水循环泵外加电流阴极保护系统
KR100948678B1 (ko) * 2009-07-23 2010-03-18 주식회사 케이씨 수상 건식 교체가 가능한 전극봉 장치
CN101928945A (zh) * 2010-08-24 2010-12-29 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种船舶外加电流阴极保护装置
CN201971898U (zh) * 2011-02-16 2011-09-14 齐文东 船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5384020A (en) * 1992-07-27 1995-01-24 Heraeus Elektrochemie Gmbh Anode structure for cathodic protection against corrosion, and method for making the anode structure
EP0952240A1 (fr) * 1998-04-20 1999-10-27 Atlantic - Société Française de Développement Thermique Dispositif de protection cathodique de cuve de chauffe-eau
CN201158709Y (zh) * 2008-01-25 2008-12-03 长沙天鹅工业泵股份有限公司 海水循环泵外加电流阴极保护系统
KR100948678B1 (ko) * 2009-07-23 2010-03-18 주식회사 케이씨 수상 건식 교체가 가능한 전극봉 장치
CN101928945A (zh) * 2010-08-24 2010-12-29 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种船舶外加电流阴极保护装置
CN201971898U (zh) * 2011-02-16 2011-09-14 齐文东 船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《全面腐蚀控制》 20040831 曲政 电厂海水循环水系统外加电流阴极保护 第14-17 1-4 第18卷, 第4期 *
《材料保护》 19941010 彭乔等 海水输送管道外加电流阴极保护 第10-15页 1-4 第27卷, 第10期 *
《阴极保护工程手册》 19990131 胡士信等 阴极保护工程手册 第139-141页 1-4 , *
胡士信等: "《阴极保护工程手册》", 31 January 1999 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102424975A (zh) * 2011-12-02 2012-04-25 中国海洋石油总公司 获得海洋构筑物特定部位的阴极保护电位与电流密度关系的装置
CN104178769A (zh) * 2014-07-16 2014-12-03 上海船研环保技术有限公司 一种船用外加电流阴极保护立体阳极装置
CN104178769B (zh) * 2014-07-16 2017-07-11 上海船研环保技术有限公司 一种船用外加电流阴极保护立体阳极装置
CN109855166A (zh) * 2018-12-12 2019-06-07 北京金旗舰暖通科技有限公司 一种防腐散热器
CN112098483A (zh) * 2020-09-11 2020-12-18 中山大学 一种水密参比电极
CN112098483B (zh) * 2020-09-11 2022-02-18 中山大学 一种水密参比电极
CN113388840A (zh) * 2021-06-14 2021-09-14 上海赟申船舶工程有限公司 一种海上风电钢结构阴极保护固定装置
CN113388840B (zh) * 2021-06-14 2022-08-05 上海赟申船舶工程有限公司 一种海上风电钢结构阴极保护固定装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102127769A (zh) 船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置
Tezdogan et al. An overview of marine corrosion protection with a focus on cathodic protection and coatings
CN201971898U (zh) 船用舷外冷却井用外加电流阴极保护装置
CN201722427U (zh) 导管架外加电流阴极保护装置
US2444174A (en) Galvanic coating process
CN103060816B (zh) 一种自升式平台的外加电流阴极保护装置及其保护方法
CN103060815A (zh) 一种导管架平台远阳极式腐蚀控制设备及其使用方法
CN104498961A (zh) 一种复杂结构压载水舱的集成防腐蚀方法
Fang et al. Corrosion control technologies for aluminum alloy vessel
CN109338374B (zh) 阴极保护装置
Mathiazhagan Design and Programming of Cathodic Protection for ships
CN110158096A (zh) 利用太阳能发电实现海水设备防腐蚀的装置
CN101609060B (zh) 一种海水试压期间的储油罐防腐蚀装置
CN203096179U (zh) 一种海上平台外加电流阴极保护系统的安装装置
KR101347705B1 (ko) 수중 희생양극과 보호자켓에 부착된 희생양극을 이용한 콘크리트구조물의 음극방식시스템
Ellor et al. Cathodic Protection
CN217379027U (zh) 海上风电在线监测系统
Ekhasomhi et al. Design of a cathodic protection system for 2,000 barrels crude oil surge tank using zinc anode
Rodkina et al. Simulation and selection of a protection types in the design stage of ships and offshore structures
CN213772218U (zh) 一种防腐游艇铝合金牺牲阳极
CN211645397U (zh) 一种钢质水闸门阴极保护电位自动采集和监控系统
Fang et al. Electrochemical Protection and Design
Gao et al. Corrosion protection technology of steel structure in marine environment
CN218969371U (zh) 一种海上风电集成式辅助阳极串结构
Jmiai et al. Corrosion Processes and Strategies for Protection

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110720